KR0150389B1 - 표면탄성파소자 - Google Patents

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KR0150389B1
KR0150389B1 KR1019950011222A KR19950011222A KR0150389B1 KR 0150389 B1 KR0150389 B1 KR 0150389B1 KR 1019950011222 A KR1019950011222 A KR 1019950011222A KR 19950011222 A KR19950011222 A KR 19950011222A KR 0150389 B1 KR0150389 B1 KR 0150389B1
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히데아키 나카하타
켄지로 히가키
사토시 후지이
아키히로 하찌고
신이찌 시카타
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쿠라우찌 노리타카
스미도모덴기고오교오 가부시기가이샤
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    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
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Abstract

본 발명은, 적어도 다이아몬드, 상기 다이아몬드상에 배치된 LiNbO3층 및 상기 LiNbO3층에 접하도록 설치된 IDT를 포함하고, λn(㎛)의 파장을 지닌 제 n식(n=0, 1 또는 2)의 SAW를 이용하는 SAW소자에 있어서, 상기 LiNbO3층의 두께를 t1(㎛)이라표시한다면 h1=2π(t1/λn)의 파라미터가 특정범위내에 있는 것을 특징으로 하는 SAW소자에 관한 것이다.

Description

표면탄성파소자
제1도는 SAW소자를 구성하는 IDT(싱글형전극)의 평면모양의 일례를 도시한 개략평면도.
제2도는 SAW소자를 구성하는 IDT(더블형전극)의 평면모양의 일례를 도시한 개략평면도.
제3도는 본 발명에 의한 SAW소자의 일실시예의 층구조(층구조1)를 도시한 개략단면도.
제4도는 본 발명에 의한 SAW소자의 일실시예의 층구조(층구조2)를 도시한 개략단면도.
제5도는 본 발명에 의한 SAW소자의 일실시예의 전극배치(전극배치A)를 도시한 개략단면도.
제6도는 본 발명에 의한 SAW소자의 일실시예의 전극배치(전극배치C)를 도시한 개략단면도.
제7도는 본 발명에 의한 SAW소자의 일실시예의 전극배치(전극배치E)를 도시한 개략단면도.
제8도는 본 발명에 의한 SAW소자의 일실시예의 전극배치(전극배치F)를 도시한 개략단면도.
제9도는 SAW의 전파속도V와 상기 층구조2 및 상기 전극배치A, C, E 또는 F(파라미터kh2=1.0)를 지닌 SAW소자의 파라미터kh1사이의 관계를 도시한 그래프.
제10도는 SAW의 전파속도V와 상기 층구조2 및 상기 전극배치A, C, E 또는 F(파라미터kh2=2.0)를 지닌 SAW소자의 파라미터kh1사이의 관계를 도시한 그래프.
제11도는 SAW의 전파속도V와 상기 층구조2 및 상기 전극배치A, C, E 또는 F(파라미터kh2=3.0)를 지닌 SAW소자의 파라미터kh1사이의 관계를 도시한 그래프.
제12도는 SAW의 전파속도V와 상기 층구조2 및 상기 전극배치A, C, E 또는 F(파라미터kh2=4.0)를 지닌 SAW소자의 파라미터kh1사이의 관계를 도시한 그래프.
제13도는 전기기계결합계수 K2와 상기 층구조2 및 상기 전극배치A(파라미터kh2=1.0)를 지닌 SAW소자의 파라미터kh1사이의 관계를 도시한 그래프.
제14도는 전기기계결합계수 K2와 상기 층구조2 및 상기 전극배치A(파라미터kh2=2.0)를 지닌 SAW소자의 파라미터kh1사이의 관계를 도시한 그래프.
제15도는 전기기계결합계수 K2와 상기 층구조2 및 상기 전극배치A(파라미터kh2=3.0)를 지닌 SAW소자의 파라미터kh1사이의 관계를 도시한 그래프.
제16도는 전기기계결합계수 K2와 상기 층구조2 및 상기 전극배치A(파라미터kh2=4.0)를 지닌 SAW소자의 파라미터kh1사이의 관계를 도시한 그래프.
제17도는 전기기계결합계수 K2와 상기 층구조2 및 상기 전극배치C(파라미터kh2=1.0)를 지닌 SAW소자의 파라미터kh1사이의 관계를 도시한 그래프.
제18도는 전기기계결합계수 K2와 상기 층구조2 및 상기 전극배치C(파라미터kh2=2.0)를 지닌 SAW소자의 파라미터kh1사이의 관계를 도시한 그래프.
제19도는 전기기계결합계수 K2와 상기 층구조2 및 상기 전극배치C(파라미터kh2=3.0)를 지닌 SAW소자의 파라미터kh1사이의 관계를 도시한 그래프.
제20도는 전기기계결합계수 K2와 상기 층구조2 및 상기 전극배치C(파라미터kh2=4.0)를 지닌 SAW소자의 파라미터kh1사이의 관계를 도시한 그래프.
제21도는 전기기계결합계수 K2와 상기 층구조2 및 상기 전극배치E(파라미터kh2=1.0)를 지닌 SAW소자의 파라미터kh1사이의 관계를 도시한 그래프.
제22도는 전기기계결합계수 K2와 상기 층구조2 및 상기 전극배치E(파라미터kh2=2.0)를 지닌 SAW소자의 파라미터kh1사이의 관계를 도시한 그래프.
제23도는 전기기계결합계수 K2와 상기 층구조2 및 상기 전극배치E(파라미터kh2=3.0)를 지닌 SAW소자의 파라미터kh1사이의 관계를 도시한 그래프.
제24도는 전기기계결합계수 K2와 상기 층구조2 및 상기 전극배치E(파라미터kh2=4.0)를 지닌 SAW소자의 파라미터kh1사이의 관계를 도시한 그래프.
제25도는 전기기계결합계수 K2와 상기 층구조2 및 상기 전극배치F(파라미터kh2=1.0)를 지닌 SAW소자의 파라미터kh1사이의 관계를 도시한 그래프.
제26도는 전기기계결합계수 K2와 상기 층구조2 및 상기 전극배치F(파라미터kh2=2.0)를 지닌 SAW소자의 파라미터kh1사이의 관계를 도시한 그래프.
제27도는 전기기계결합계수 K2와 상기 층구조2 및 상기 전극배치F(파라미터kh2=3.0)를 지닌 SAW소자의 파라미터kh1사이의 관계를 도시한 그래프.
제28도는 전기기계결합계수 K2와 상기 층구조2 및 상기 전극배치F(파라미터kh2=4.0)를 지닌 SAW소자의 파라미터kh1사이의 관계를 도시한 그래프.
제29도는 SAW의 전파속도 V와 상기 층구조1 및 상기 전극배치A, C, E 또는 F를 지닌 SAW소자의 파라미터kh1사이의 관계를 도시한 그래프.
제30도는 전기기계결합계수 K2와 상기 층구조1 및 상기 전극배치A를 지닌 SAW소자의 파라미터kh1사이의 관계를 도시한 그래프.
제31도는 전기기계결합계수 K2와 상기 층구조1 및 상기 전극배치C를 지닌 SAW소자의 파라미터kh1사이의 관계를 도시한 그래프.
제32도는 전기기계결합계수 K2와 상기 층구조1 및 상기 전극배치E를 지닌 SAW소자의 파라미터kh1사이의 관계를 도시한 그래프.
제33도는 전기기계결합계수 K2와 상기 층구조1 및 상기 전극배치F를 지닌 SAW소자의 파라미터kh1사이의 관계를 도시한 그래프.
본 발명은 사용되는 표면탄성파의 전파속도(V)와 그의 전기기계결합계수(K2)를 모두 향상시킨 표면탄성파소자에 관한 것이다.
표면탄성파소자(이하, 주로 SAW소자로 칭함) 즉, 고체물질의 표면을 따라 전파하는 표면탄성파(이하, 주로 SAW로 칭함)를 사용한 소자는 전기기계기능부품 또는 소자에 공통적인 각종 특징 또는 이점을 갖는데 그러한 특징은 하기와 같다.
(1) 크기가 작고 중량이 가볍다.
(2) 내진동성이 탁월하고 그 충격에 강하다.
(3) 대량 제작시에도 제품질에서의 분산이나 산재가 거의 없으므로 고신뢰성을 제공하기가 용이하다.
(4) SAW소자를 내장한 회로를 구성하는 경우에는, 소위 무조정방식(또는 실제로 SAW소자의 조정이 불필요한 방식)으로 SAW소자를 회로에 설치하거나 조립해도 되므로 SAW소자의 실제 설치가 용이하게 자동적이거나 간단화된다.
전기기계기능부품 또는 소자에 공통적인 상기 특징외에도, SAW소자는 또한 온도에 탁월한 안정성을 갖는 각종 이점이 있고, 수명(또는 사용수명)이 길며, 상태특성이 양호하다. 따라서, 주파수필터, 공명기, 지연소자, 신호프로세싱소자, 감는 장치 및 광전자소자용 기능요소등의 각종 목적에 SAW소자를 적절하게 이용할 수 있다.
최근 다채널 및 고주파수 개발과 함께 위성통신매체, 이동통신매체등을 포함한 통신 기술분야에서는, 상기 SAW소자의 분야의 보다 높은 주파수영역(예를들면, GHz대)에서 동작가능한 SAW소자의 개발을 공고히 희망하여 왔다.
일반적으로, SAW소자의 동작주파수(f)는
f=V/λ의 관계
(식중, V는 SAW소자에 이용되는 SAW의 전파속도를, λ는 SAW의 파장을 나타낸다)에 근거하여 결정할 수 있다. 파장λ은 SAW소자를 구성하는 빗금형 교차지변환기 또는 전극(이하, IDT로 칭함)의 피치(또는 주기)에 의존한다. 하지만, 사진석판술등의 마이크로제작술 분야에서의 어떤 한계의 견지에서, SAW소자에 이용되는 SAW의 파장λ을 극도로 단축시키는 것은 어렵다. 따라서, SAW소자의 고주파개발의 목적으로는, SAW의 전파속도V를 증가시키는 것이 바람직하다.
또, 상기 위성통신매체 및 이동통신매체등의 통신기술의 분야에서는 주로 SAW소자의 실제 설치의 관점으로부터, 그 안에서의 에너지소비를 더 저감시키도록 그리고 그의 소형화를 달성하도록 소자의 전체를 향상시킬 것을 희망해왔다. 그 결과, 상기 고주파수 개발외에도, SAW소자의 전기기계결합계수(K2), 즉, 소자에서의 전기에너지의 기계적 에너지로의 전환시의 전환효율 지수를 향상시킬 것을 희망해 왔다.
따라서, 특히 근년에 널리 바람직하게 이용되는 SAW소자는 SAW소자에 이용되는 SAW의 전파속도V를 증가(예를들면 V≥약7000m/s)시켜야 하는 것은 물론, SAW소자의 기계적결합계수(K2)도 증가(예를들면, K2≥2%)시켜야 할것이 공고히 요구되어 왔다.
다이아몬드층과 그위에 배치된 LiNbO3층으로 이루어진 적층구조인 SAW소자가 일본국 특개소 제64-62911호에 공개되어 잇다. 상기 LiNbO3는 그 화학적 안정성(즉, 내산성, 내알칼리성등)이 ZnO등의 다른 피에조전기재료보다 우월한 이점이 있다. 하지만, LiNbO3재료자체의 결정성 또는 결정구조의 견지에서, SAW소자의 구성성분으로서 바람직한 피에조전기특성을 제공할 수 있는 LiNbO3박막을 형성하는 것은 용이하지 않다. 특히, 종래예에서, LiNbO3박막의 어느종이 어떤 전극배치 또는 전극구조(전극폭 등)와 관련하여 SAW소자로서 바람직한 특징을 제공하는지는 공지되어 있지 않다.
본 발명의 목적은 종래예에서 마주치게 되는 상기 문제를 해결한 SAW소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 피에조전기물질로서 LiNbO3층을 사용하면서 바람직한 특징을 제공할 수 있는 SAW소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 사용하려는 SAW의 전파속도(V)를 증가시키고 전기기계결합계수(K2)를 향상시켜온 SAW소자를 제공하는 것이다.
초기연구의 결과, 본 발명자는 IDT(또는 빗금형의 전극)가 구비된 LiNbO3/다이아몬드층 구조를 지는 SAW소자에서, kh1=2π(t1/λ)(여기서 λ는 소자에 이용하려는 SAW의 파장을 나타내고 t1는 LiNbO3층의 두께(㎛)를 나타냄)의 특정파라미터로 조합된 다결정C축배향 LiNbO3층이 상기 목적을 달성하기에 아주 유효하다는 것을 알아냈다.
본 발명에 의한 SAW소자는 상기 발견에 근거하여 적어도, 다이아몬드, 상기 다이아몬드상에 배치된 교차지변환기 및 상기 교차지변환기상에 배치된 다결정C축배향 LiNbO3층으로 이루어지며, 상기 탄성소면파소자는 λ(㎛)의 파장을 지닌 제0식의 표면탄성파를 이용하고, LiNbO3층의 두께를 t1(㎛)라 한다면 0.7≤kh1≤1.0의 관계를 만족하는 kh1=2π(t1/λ)의 파라미터를 갖는다.
본 발명에 의하면, 이전에는 바람직한 피에조전기특성의 박막을 거의 형성할 수 없는 피에조전기 물질로 간주되었던 LiNbO3을 이용하면서 또, 대량의 SAW소자 샘플을 제작하기 위해 실제적인 시행착오 동작의 경우에 야기되는 곤란을 효과적으로 저감시키면서 바람직한 특성을 지니는 SAW소자를 제공한다. 보다 구체적으로, 그러한 구조의 SAW소자는 7000≤V≤7500m/s의 관계를 만족하는 SAW전파속도V와 K2≥2%의 관계를 만족하는 전기기계결합계수K2를 제공한다.
또, 본 발명은, 상기 구조에 있어서 다이아몬드가 기재상에 배치된 다이아몬드층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 표면탄성파소자를 제공하고 상기 표면탄성파소자는 상기 다이아몬드층의 두께를 t2(㎛)라 한다면 4≤kh2의 관계를 만족하는 kh2=2π(t2/λ)의 파라미터를 갖는다. 그러한 구조의 SAW소자는, 7000≤V≤7500m/s의 관계를 만족하는 SAW전파속도V와 K2≥1%의 관계를 만족하는 전기기계결합계수 K2를 달성하는 한 실리콘기판등의 기판상에 설치해도 좋다.
또, 본 발명은 적어도 다이아몬드, 상기 다이아몬드상에 배치된 교차지변환기, 및 상기 교차지변환기상에 배치된 다결정C축배향 LiNbO3층으로 이루어진 표면탄성파소자를 제공하며, 상기 표면탄성파소자는 λ(㎛)의 파장을 지닌 제1식의 표면탄성파를 이용하고 LiNbO3층의 두께를 t1(㎛)라 한다면 0.5≤kh1≤1.5의 관계를 만족하는 kh1=2π(t1/λ)의 파라미터를 갖는다. 그러한 구조의 SAW소자는 7000≤V≤12000m/s의 관계를 만족하는 SAW전파속도V와 4≤K2≤9%의 관계를 만족하는 전기기계결합계수K2를 제공한다.
또, 본 발명은 상기 구조에 있어서, kh1=2π(t1/λ)의 파라미터가 0.5≤kh1≤1.0의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 표면탄성파소자를 제공한다. 그러한 구조의 SAW소자는 9000≤V≤12000m/s의 관계를 만족하는 SAW전파속도V와 6≤K2≤9%의 관계를 만족하는 전기기계결합수K2를 제공한다.
또, 본 발명은 상기 구조에 있어서 다이아몬드가 기재상에 배치된 다이아몬드층으로 이루어지고 상기 다이아몬드층의 두께를 t2(㎛)라 한다면 kh2=2π(t2/λ)의 파라미터가 2≤kh2의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 표면탄성파소자를 제공한다. 그러한 구조의 SAW소자는 9000≤V≤12000m/s의 관계를 만족하는 SAW전파속도V와 6≤K2≤9%의 관계를 만족하는 전기기계결합계수K2를 달성하는 한, 실리콘기판등의 기판상에 설치해도 좋다.
또, 본 발명은 상기 구조에 있어서, kh1=2π(t1/λ)의 파라미터가 0.5≤kh1≤0.8의 관계를 만족하고, kh2=2π(t2/λ)의 파라미터가 2≤kh2≤3의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 표면탄성파소자를 제공한다. 그러한 구조의 SAW소자는 10000≤V≤12000m/s의 관계를 만족하는 SAW전파속도V와 9≤K2≤11%의 관계를 만족하는 전기기계결합계수K2를 제공한다.
또, 본 발명은 적어도 다이아몬드, 상기 다이아몬드상에 배치된 다결정C축배향 LiNbO3층, 및 상기 LiNbO3층상에 배치된 교차지변환기로 이루어진 표면탄성파소자를 제공하며, 상기 표면탄성파소자는 λ(㎛)의 파장을 지닌 제1식의 표면탄성파를 이용하고, LiNbO3층의 두께를 t1(㎛)라 한다면 0.5≤kh1≤1.5의 관계를 만족하는 kh1=2π(t1/λ)의 파라미터를 갖는다. 그러한 구조의 SAW소자는 7000≤V≤12000m/s의 관계를 만족하는 SAW전파속도V와 2≤K2≤9%의 관계를 만족하는 전기기계결합계수K2를 제공한다.
또, 본 발명은 상기 구조에 있어서, kh1=2π(t1/λ)의 파라미터가 0.5≤kh1≤1.0의 관계를 만족하는 표면탄성파소자를 제공한다. 그러한 구조의 SAW소자는 9000≤V≤12000m/s의 관계를 만족하는 SAW전파속도V와 6≤K2≤19%의 관계를 만족하는 전기기계결합계수K2를 제공한다.
또, 본 발명은 상기 구조에 있어서, 상기 다이아몬드가 기재상에 배치된 다이아몬드층으로 이루어지고 상기 다이아몬드층의 두께를 t2(㎛)라 한다면 kh2=2π(t2/λ)의 파라미터가 2≤kh2의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 표면탄성파소자를 제공한다. 그러한 구조의 SAW소자는 9000≤V≤12000m/s의 관계를 만족하는 SAW전파속도V와 6≤K2≤9%의 관계를 만족하는 전기기계결합계수K2를 달성하는 한, 실리콘기판등의 기판상에 설치해도 좋다.
또, 본 발명은 상기 구조에 있어서, kh1=2π(t1/λ)의 파라미터가 0.5≤kh1≤0.8의 관계를 만족하고, kh2=2π(t2/λ)의 파라미터가 2≤kh2≤3의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 표면탄성파소자를 제공한다. 그러한 구조의 SAW소자는 10000≤V≤12000m/s의 관계를 만족하는 SAW전파속도V와 8≤K2≤10%의 관계를 만족하는 전기기계결합계수K2를 제공한다.
또, 본 발명은 적어도 다이아몬드, 상기 다이아몬드상에 배치된 다결정C축배향 LiNbO3층, 및 상기 LiNbO3층상에 배치된 교차지변환기로 이루어진 표면탄성파소자를 제공하며, 상기 표면탄성파소자는 λ(㎛)의 파장을 지닌 제2식의 표면탄성파를 이용하고, LiNbO3층의 두께를 t1(㎛)라 한다면 1.4≤kh1≤3의 관계를 만족하는 kh1=2π(t1/λ)의 파라미터를 갖는다. 그러한 구조의 SAW소자는 8000≤V≤11000m/s의 관계를 만족하는 SAW전파속도V와 2≤K2≤4%의 관계를 만족하는 전기기계결합계수K2를 제공한다.
또, 본 발명은 상기 구조에 있어서 상기 다이아몬드가 기재상에 배치된 다이아몬드층으로 이루어지고 상기 다이아몬드층의 두께를 t2(㎛)라 한다면 kh2=2π(t2/λ)의 파라미터가 4≤kh2의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 표면탄성파소자를 제공한다. 그러한 구조의 SAW소자는 8000≤V≤11000m/s의 관계를 만족하는 SAW전파속도V와 2≤K2≤4%의 관계를 만족하는 전기기계결합계수K2를 달성하는 한, 실리콘기판등의 기판상에 설치해도 좋다.
또, 본 발명은 적어도 다이아몬드, 상기 다이아몬드상에 배치된 교차지변환기, 상기 교차지변환기상에 배치된 다결정C축배향 LiNbO3층, 및 상기 LiNbO3층상에 배치된 단락전극으로 이루어진 표면탄성파소자를 제공하며, 상기 표면탄성파소자는 λ(㎛)의 파장을 지닌 제1식의 표면탄성파를 이용하고 상기 LiNbO3층의 두께를 t1(㎛)라 한다면 0.5≤kh1≤1.5의 관계를 kh1=2π(t1/λ)의 파라미터를 갖는다. 그러한 구조의 SAW소자는 7000≤V≤12000m/s의 관계를 만족하는 SAW전파속도V와 2≤K2≤4%의 관계를 만족하는 전기기계결합계수K2를 제공한다.
또, 본 발명은 상기 구조에 있어서, 상기 다이아몬드가 기재상에 배치된 다이아몬드층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 표면탄성파소자를 제공한다. 그러한 구조의 SAW소자는 7000≤V≤12000m/s의 관계를 만족하는 SAW전파속도V와 2≤K2≤4%의 관계를 만족하는 전기기계결합계수K2를 달성하는한, 실리콘기판등의 기판상에 설치해도 좋다.
또, 본 발명은, 적어도 다이아몬드, 상기 다이아몬드상에 배치된 교차지변환기, 상기 교차지변환기상에 배치된 다결정C축배향 LiNbO3층, 및 상기 LiNbO3층상에 배치된 단락전극으로 이루어진 표면탄성파소자를 제공하며, 상기 표면탄성파소자는 λ(㎛)의 파장을 지닌 제2식의 표면탄성파를 이용하고 상기 LiNbO3층의 두께를 t1(㎛)라 한다면 1.5≤kh1≤3의 관계를 만족하는 kh1=2π(t1/λ)의 파라미터를 갖는다. 그러한 구조의 SAW소자는 8000≤V≤10000m/s의 관계를 만족하는 SAW전파속도V와 2≤K2≤2.6%의 관계를 만족하는 전기기계결합계수K2를 제공한다.
또, 본 발명은 상기 구조에 있어서, 상기 다이아몬드가 기재상에 배치된 다이아몬드층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 표면탄성파소자를 제공한다. 그러한 구조의 SAW소자는 8000≤V≤10000m/s의 관계를 만족하는 SAW전파속도V와 2≤K2≤2.6%의 관계를 만족하는 전기기계결합계수K2를 달성하는한, 실리콘기판등의 기판상에 설치해도 좋다.
또, 본 발명은 적어도 다이아몬드, 상기 다이아몬드상에 배치된 단락전극, 상기 단락전극상에 배치된 다결정C축배향 LiNbO3층, 및 상기 LiNbO3층상에 배치된 교차지변환기로 이루어진 표면탄성파소자를 제공하고, 상기 표면탄성파소자는 λ(㎛)의 파장을 지닌 제1식의 표면탄성파를 이용하고 상기 LiNbO3층의 두께를 t1(㎛)라 한다면 0.5≤kh1≤1.5의 관계를 만족하는 kh1=2π(t1/λ)의 파라미터를 갖는다. 그러한 구조의 SAW소자는 7000≤V≤12000m/s의 관계를 만족하는 SAW전파속도V와 1.4≤K2≤2.4%의 관계를 만족하는 전기기계결합계수K2를 제공한다.
또, 본 발명은 상기 구조에 있어서, 상기 다이아몬드가 기재상에 배치된 다이아몬드층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 표면탄성파소자를 제공한다. 그러한 구조의 SAW소자는 7000≤V≤12000m/s의 관계를 만족하는 SAW전파속도V와 1.4≤K2≤2.4%의 관계를 만족하는 전기기계결합계수K2를 달성하는 한, 실리콘기판등의 기판상에 설치해도 좋다.
또, 본 발명은 적어도 다이아몬드, 상기 다이아몬드상에 배치된 단락전극, 상기 단락전극상에 배치된 다결정C축배향 LiNbO3층, 및 상기 LiNbO3층상에 배치된 교차지변환기로 이루어진 표면탄성파소자를 제공하ㄱ, 상기 표면탄성파소자는 λ(㎛)의 파장을 지닌 제2식의 표면탄성파를 이용하고 상기 LiNbO3층의 두께를 t1(㎛)라 한다면 1.5≤kh1≤3의 관계를 만족하는 kh1=2π(t1/λ)의 파라미터를 갖는다. 그러한 구조의 SAW소자는 8000≤V≤10000m/s의 관계를 만족하는 SAW전파속도V와 1.4≤K2≤3%의 관계를 만족하는 전기기계결합계수K2를 제공한다.
또, 본 발명은 상기 구조에 있어서, 상기 다이아몬드가 기재상에 배치된 다이아몬드층으로 이루어지고 상기 다이아몬드층의 두께를 t2(㎛)라 한다면 kh2=2π(t2/λ)의 파라미터는 4≤kh2의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 표면탄성파소자를 제공한다. 그러한 구조의 SAW소자는 8000≤V≤10000m/s의 관계를 만족하는 SAW전파속도V와 1.4≤K2≤3%의 관계를 만족하는 전기기계결합계수K2를 달성하는 한, 실리콘기판등의 기판상에 설치해도 좋다.
또한, 본 발명의 적용범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나, 본 발명의 정신과 범위내에서의 다양한 변화와 변형은 이러한 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백하게 될 것이므로, 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 상세한 설명 및 특정예는 단지 예시의 목적으로만 부여됨을 알 필요가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
(SAW의 모드)
다이아몬드, 그 위에 배치된 LiNbO3층 및 LiNbO3층에 접하도록 소자내에 배치된 IDT로 이루어진 구조를 지닌 SAW소자에서는, IDT를 이용하여 SAW를 일으키는 경우, 전파속도V가 각기 다른 복수종의 SAW를 생성한다. 본 발명에서는, 이렇게 생성된 복수종의 SAW중 가장 작은 전파속도V의 SAW류를 제0식SAW, 두번째로 가장 작은 전파속도V의 SAW류를 제1식SAW, 세번째로 가장 작은 전파속도V의 SAW류를 제2식SAW)(…이하 참조)로 칭한다.
따라서, SAW소자의 주파수동작시 SAW의 전파속도V를 측정함으로써 SAW소자내에 사용된 SAW의 모드를 결정할 수 있다. 예를 들면, 전파속도V는 f가 중심주파수를 나타내고 λ가 IDT의 전극(요소)폭에 의존하는 파장을 나타내는 V=fλ의 관계를 이용하여 결정한다. 제1도(전극요소폭=d)와 같이, SAW소자를 구성하는 IDT가 평면모양의 싱글형 전극으로 이루어진 경우에 λ=4d이다. 한편, 제2도(전극요소폭=d)와 같이, SAW소자를 구성하는 IDT가 평면모양의 더블형 전극으로 이루어진 경우에는 λ=8d이다.
(층구조)
제3도는 본 발명에 의한 SAW소자의 층(또는 적층)구조(층구조1)의 일례를 도시한 개략단면도이다. 제3도를 참조하면, 본 실시예의 SAW소자는 적어도 다이아몬드, 상기 다이아몬드상에 배치된 LiNbO3층 및 상기 LiNbO3층에 접하도록 소자내에 배치된 IDT(도시되어 있지않음)로 이루어져 있다. 본 SAW소자는 파장이 λn(㎛)인 제n식(n=0, 1 또는 2)의 SAW를 사용한다. 본 실시예의 SAW소자에서, LiNbO3층의 두께를 t1(㎛)로 나타낸 경우, kh1=2π(t1/n)의 파라미터는 특정범위내에 있게 된다.
상기 다이아몬드가 다른 기판(또는 기재)상에 배치된 다이아몬드층으로 이루어진 본 발명(제4도, 즉, 층구조2에 도시한 실시예)의 실시예에서, 그러한 다이아몬드층의 두께를 t2(㎛)로 나타낸 경우, kh2=2π(t2/λn)의 파라미터는 특정 범위내에 있게 된다.
(전극배치)
본 발명에 의한 SAW소자에서는, 제5도∼8도의 약단면도에 도시한 것으로부터 선택한 IDT(에다가, 희망하면 단락전극추가)의 전극배치를 사용하는 것이 바람직하다.
제5도에 도시한 배치(전극배치A)에서, SAW소자는 다이아몬드, 상기 다이아몬드상에 배치된 IDT 및 상기 IDT상에 배치된 LiNbO3층으로 이루어져 있다. 제6도에 도시한 배치(전극배치C)는 상기 전극배치A를 구성하는 LiNbO3층상에 단락전극을 추가로 구성한다.
제7도에 도시한 배치(전극배치E)에서, SAW소자는 다이아몬드, 상기 다이아몬드상에 배치된 LiNbO3층 및 상기 LiNbO3층상에 배치된 IDT로 이루어져 있다. 제8도에 도시한 배치(전극배치F)는 상기 전극배치E를 구성하는 다이아몬드와 LiNbO3층상에 배치된 단락전극을 추가로 구성한다.
(각층의 구성 또는 구조)
이하, 본 발명에 의한 SAW소자를 구성하는 각층을 상세히 설명한다.
(다이아몬드)
볼 발명에 있어서, SAW소자를 구성하는 다이아몬드는 단결정다이아몬드 및/또는 다결정다이아몬드로 이루어져도 된다. 그러한 다이아몬드를 설치 또는 제작하는 공정 또는 방법은 특히 제한하지 않는다. 보다 구체적으로, 예를들면, 상기 다이아몬드는 단결정다이아몬드, 또는 증기상퇴적법을 이용하여 또 다른 기판(기재)상에 성장시킨 에피택셜막 또는 다결정막인 다이아몬드막으로 이루어져도 된다.
다이아몬드막 형성용 기재를 특히 제한하는 것은 아니지만, SAW소자의 용법에 따라 적당히 선택하는 것이 좋다. 예를들면, 본 발명에 사용가능한 기재는 Si, 금속, 유리, 세라믹 등의 반도체로 이루어진 것이 좋다.
본 발명에서, 상기 다이아몬드가 다이아몬드막으로 이루어진 경우는, 다이아몬드(박)막성장 공정 또는 방법을 특히 제한하지 않는다. 보다 구체적으로, 그러한 목적에 이용되는 성장공정은 CVD(화학적증기퇴적)법, 마이크로파플라즈마CVD법, PVD(물리적증기퇴적)법, 스퍼터링법, 이온플레이팅법, 플라즈마제트법, 화염법, 핫필라멘트법등의 공지공정에서 적당히 선택하는 것이 좋다.
상기 다이아몬드 또는 다이아몬드막의 평면배향은 특히 제한하지 않는다. 예를들면, 다이아몬드(막)의 평면배향은 (111), (100) 및 (110)중 어느것이어도 좋고 이들 평면배향의 어느 조합이어도 좋다.
(LiNbO3막의 배향 특성)
본 발명에서, 상기 다이아몬드상에 배치된 LiNbO3막은 다결정이고 피에조전기특성등의 견지에서, 그(001)면이 기재면(소위 C축배향막)과 수평인 LiNbO3로 이루어져 있다.
본 발명에서, LiNbO3막의 배향특성은 예를들면, 결정면 또는 결정평면의 배향특성평가방법의 하나인 X레이진동(곡선)패턴법으로 평가해도 된다. 보다 구체적으로, 배향특성(내면배향특성)은 하기 방식으로 평가된다.
(1) 측정하려는 샘플을 X레이회절계의 샘플홀더내에 놓는다.
(2) 상기 X레이회절계를 사용한 X레이 회절패턴법을 이용하여 평가하려는 면의 평면배향을 측정한다.
(3) e축(측정하려는 샘플의 회전에 상당)과 2e축(X레이회절계의 X레이역회전에 상당)을 회전시킨다음 e및 2e축을 평가하려는 면의 배향으로 최대출력치를 제공하도록 고정화한다. LiNbO3막을 배치하려는 기판과 LiNbO3막의 C축을 수직으로 배향한 경우에, 2e는 (006)최고도에 대해 39°이다.
(4) 샘플(즉, e축)만을 회전시켜서 상기 측정에 의해 진동곡선을 얻는다.
(5) 얻어진 진동곡선을 가우스분포를 갖는 것으로 간주하여 그 표준편차σ를 결정한다(진동곡선의 상술에 대해, 재료 40, 451권(1991, 4월), 요시나리 미우라외 활성반응증기법에 의한 ZnO막의 제조로 칭한 보고서 참조).
상기 방식으로 측정된 진동곡선의 표준편차σ가 보다 작은 값을 가지므로 평가하려는 샘플(LiNbO3)의 보다 높은 배향특성을 나타낸다. 본 발명에 의한 SAW소자에서, σ값은 8° 이하(보다 바람직하게는 4°이하)가 바람직하다.
(IDT)
본 발명에 의한 SAW소자에서, IDT에 사용하는 기판은 전기전도성기판으로 구성되는 한 특히 제한하지 않는다. 공정성 또는 작업성 및 제작비의 견지에서는 IDT구성기판으로서 Al(알루미늄)을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
IDT의 두께는, SAW소자의 IDT로서 기능하는 한 특히 제한하지 않는다. 통상, IDT의 두께는 100∼5,000Å정도(보다 바람직하게는 100∼500Å정도)의 범위가 바람직하다. IDT의 두께가 100Å이하이면, 전극저항력이 증가하여 손실의 증가를 야기시킨다. 반면, IDT의 두께가 5,000Å을 초과하면, 전극의 두께와 높이로 인해 SAW의 반사를 발생시키기 쉬운 체적부가효과가 두드러져서 SAW소자의 바람직한 SAW특성을 얻기가 어렵다. IDT의 2차원모양의 평면은 SAW소자의 IDT로서 가능한한 특히 제한하지 않는다. IDT로서, 제1도의 개락평면도에 도시한 소위 싱글형전극 또는 제2도의 개략평면도에 도시한 소위 더블형전극을 사용하는 것이 바람직하다.
바람직하다면, 상기 IDT를 이를 배치하려는 표면(예를들면, (111)등의 특정배향특성을 지닌 다이아몬드의 표면)에 끼워두어도 좋다. 보다 구체적으로, 예를들면, 홈모양의 오목하거나 움푹들어간 부분을 형성해도 되고(또는, 미리 오목한 부분의 예정된 표면을 형성해도 됨)적어도 Al등의, IDT를 구성하는 도전성기판의 일부(즉, 전체나 일부)를 오목한 부분에 끼워두어도 된다. 상기 방식으로 IDT의 전체 또는 일부를 끼워두는 경우, 예를들면, IDT의 표면레벨이나 높이를 IDT를 형성하려는 표면과 실제로 같게 만들 수 있다. 그 결과 IDT의 두께로 야기되는 SAW반사의 영향을 저감시킬 수 있다.
(단락전극)
본 발명에 의한 SAW소자에서, 배치하려는 바람직한 단락전극은 상기 소자의 SAW특성을 변화시키도록 전기장에 등전위상태를 공급하는 기능을 가진 전극이다. 상기 전극은 Al, Au 및 Al-Cu 등의 금속의 (박)막으로 이루어진 것이 바람직하다. 단락전극은 상기 IDT와 기능이 다르므로, 단락전극을 구성하는 물질이 IDT와 동일할 필요는 없다.
단락전극의 두께의 SAW소자의 단락전극으로 가능한한 특히 제한하지 않는다. 단락전극의 두께는 50∼3,000Å정도(보다 바람직하게는 100∼500Å정도)의 범위가 바람직하다. 상기 두께가 50Å이하이면, 상기의 등전위상태를 얻기가 어렵다. 한편, 상기 두께가 3,000Å을 초과하면 SAW의 반사에 영향을 주기 쉽다.
예를들면, 단락전극은 그와 함께 조합하여 사용하는 IDT와 실제로 같은 면적의 고체전극으로서 2차원 모양을 갖는다.
이하, 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
[제1실시예]
하기의 마이크로파플라즈마CVD법을 이용하여 단결정실리콘의 (100)면상에 다결정다이아몬드막을 형성한 다음, 형성된 다이아몬드표면을 다듬음으로써 두께가 1.3-5㎛인 4종의 다이아몬드막을 형성하였다.
다이아몬드막형성 조건
마이크로파전력 : 150W
반응기체 : CH4:H2=1:100
반응압력 : 40Torr
막형성온도 : 85℃
막두께(표면다듬은 후) : 1.3㎛, 2.6㎛, 3.8㎛ 및 5.1㎛
그 다음, 이렇게 형성한 각 다이아몬드막상에, Al의 이용에 의해 두께가 400Å인 IDT(평면모양 : 제2도에 도시한 더블형전극, 전극요소폭 d=1㎛, 피치=8㎛)를 형성한 후, RF마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 LiNbO3막(막두께 : 0.13-5.1㎛, 40종)을 형성함으로써 제4도에 도시한 층구조(층구조2)와 제5도(입력IDT의 전극요소쌍수 : 30, 출력IDT의 전극요소쌍수 : 30, 입력 및 출력전극의 중심간 거리 : 400㎛)에 도시한 전극배치(전극배치A)를 지닌 SAW소자샘플을 제작했다. 이렇게 형성한 모든 LiNbO3막은 C축배향막이었고, 각 LiNbO3막의 X레이 진동곡선의 σ값은 2-3°이었다.
RF마그네트론 스퍼터링조건
압력 : 1×102-2Torr
기판온도 : 650℃
Ar : O2=1:1
RF전력 : 150W
목표물 : Li:Nb=1:1로 소결화한 생성물(Li2Co3과 Nb2O5로부터 생성된 소결화한 생성물)
막두께 : 0.13㎛에서 5.1㎛(1차 : 4.97㎛)의 두께를 40등분으로 나눔으로써 얻은 값(즉, 0.13㎛의 두께, (0.13+4.97×1/40)㎛, (0.13+4.97×2/40)㎛, ……, (0.13+4.97×39/40)㎛ 및 5.1㎛)에 상당하는 막두께.
상기와 같이 제작하여 얻어진 SAW소자(전극배치A)상에, Al의 이용에 의해 두께서 100Å인 단락전극을 그위에 형성함으로써 제4도(층구조2)에 도시한 층구조와 제6도(전극배치C)에 도시한 전극배치의 SAW소자를 제작하였다.
제4도(층구조2)에 도시한 층구조와 제7도(전극배치E)에 도시한 전극배치의 SAW소자, 제4도(층구조2)에 도시한 층구조와 제8도(전극배치F)에 도시한 전극배치의 SAW소자를, 각층형성의 순서를 변경한 것을 제외하고는 상기와 동일한 방식으로 제작하였다.
상기 제작한 각 SAW소자에 대해, 입력IDT에 라디오주파수를 인가하여 SAW를 발생시켰다. 이 경우, 이렇게 발생한 각 모드의 SAW의 전파속도V(m/s)를 V=f×λ(f:중심주파수, λ=8d=8㎛)의 관계에 의해 결정하였다.
한편, 상업적으로 이용가능한 네트워크분석기(상품명 Yokogawa-Hewlett-Packard(YHP)주식회사제 네트워크분석기 8719A)의 이용에 의해 IDT의 복사전도도(실제부분을 G로 표시)를 측정하여 하기식에 의해 계수K2를 산출함으로써 전기기계결합계수(K2)를 얻었다.
K2=(G/8)·fo·C·N
(fo : 중심주파수, C : IDT의 총정전기용량, N : IDT를 구성하는 전극요소쌍의 수)
상기와 같은 각종 파라미터의 측정후 소자를 떼어내고 1000-5000x의 확대에서 스캐닝전자현미경(SM)으로 소자의 단면을 관찰함으로써 상기 각 SAW소자를 구성하는 LiNbO3층의 두께 t1(㎛)와 각 SAW소자를 구성하는 다이아몬드층의 두께 t2(㎛)를 측정하였다.
얻어진 상기 데이타에 근거하여, 제4도에 도시한 층구조(층구조2)와 제5∼8도(λ=8㎛)에 도시한 전극배치(각전극배치 A, C, E 및 F)의 각 SAW소자에 대해, kh1=2π(t1/λ) 및 kh2=2π(t2/λ)의 파라미터의 값을 측정했다.
상기 방식으로 측정해온 전파속도V와 파라미터 kh1=2π(t1/λ) 및 kh2=2π(t2/λ)간의 관계를 제9도(kh2=1.0), 제10도(kh2=2.0), 제11도(kh2=3.0) 및 제12도(kh2=4.0)의 각 그래프에 도시한다. 또한, kh2=6.0 또는 8.0의 경우의 SAW소자는 상기(즉, 제9도∼12도에 도시한 경향)와 동일한 경향을 보인다는 것을 알았다.
상기(제5도 전극배치A) 제작한 SAW소자에 대해, 전기기계결합계수K2와 파라미터kh1간의 관계(의존도)를 제13도(kh2=1.0), 제14도(kh2=2.0), 제15도(kh2=3.0) 및 제16도(kh2=4.0)의 각 그래프에 도시한다. 또한 kh2=6.0 또는 8.0의 경우의 SAW소자는 상기(즉, 제13도∼16도에 도시한 경향)와 동일한 경향을 보인다는 것을 알았다.
상기(제6도 전극배치C) 제작한 SAW소자에 대해, 전기기계결합계수K2와 파라미터kh1간의 관계(의존도)를 제17도(kh2=1.0), 제18도(kh2=2.0), 제19도(kh2=3.0) 및 제20도(kh2=4.0)의 각 그래프에 도시한다. 또한 kh2=6.0 또는 8.0의 경우의 SAW소자는 상기(즉, 제17도∼20도에 도시한 경향)와 동일한 경향을 보인다는 것을 알았다.
상기(제7도 전극배치E) 제작한 SAW소자에 대해, 전기기계결합계수K2와 파라미터kh1간의 관계(의존도)를 제21도(kh2=1.0), 제22도(kh2=2.0), 제23도(kh2=3.0) 및 제24도(kh2=4.0)의 각 그래프에 도시한다. 또한 kh2=6.0 또는 8.0의 경우의 SAW소자는 상기(즉, 제21도∼24도에 도시한 경향)와 동일한 경향을 보인다는 것을 알았다.
상기(제8도 전극배치F) 제작한 SAW소자에 대해, 전기기계결합계수K2와 파라미터kh1간의 관계(의존도)를 제25도(kh2=1.0), 제26도(kh2=2.0), 제27도(kh2=3.0) 및 제28도(kh2=4.0)의 각 그래프에 도시한다. 또한 kh2=6.0 또는 8.0의 경우의 SAW소자는 상기(즉, 제25도∼28도에 도시한 경향)와 동일한 경향을 보인다는 것을 알았다.
상기와 같이, 본 제1실시예의 SAW소자는 각종 LiNbO3층 두께, 다이아몬드층 두께 및 전극배치의 경우, SAW의 양호한 전파속도V(V≥7000m/s)와 양호한 전기기계결합계수K2(K2≥1%)를 얻었다.
[제2실시예]
단결정다이아몬드(보통형, Type-la)의 (100)표면상에, Al의 이용에 의해 두께가 400Å인 IDT(평면모양 : 제2도에 도시한 더블형전극, 전극요소폭 d=1㎛, 피치 : 8㎛)를 형성한 후, 제1실시예와 동일한 방식의 RF마그네트론 스퍼터링법에 의해 LiNbO3막(막두께 : 0.13-5.1㎛, 40종)을 형성함으로써 제3도에 도시한 층구조(층구조1)와 제5도(입력IDT의 전극요소쌍수 : 30, 출력IDT의 전극요소쌍수 : 30, 입력 및 출력전극의 중심간 거리 : 400㎛)에 도시한 전극배치(전극배치A)를 지닌 SAW소자샘플을 제작했다. 이렇게 형성한 모든 LiNbO3막은 C축배향막이었고, 각 LiNbO3막의 X레이진동곡선의 σ값은 2-3°이었다.
상기와 같이 제작하여 얻어진 SAW소자(전극배치A)상에, Al의 이용에 의해 두께서 100Å인 단락전극을 그위에 형성함으로써 제3도(층구조1)에 도시한 층구조와 제6도(전극배치C)에 도시한 전극배치의 SAW소자를 제작하였다.
제3도(층구조1)에 도시한 층구조와 제7도(전극배치E)에 도시한 전극배치의 SAW소자, 제3도(층구조1)에 도시한 층구조와 제8도(전극배치F)에 도시한 전극배치의 SAW소자를, 각 층형성의 순서를 변경한 것을 제외하고는 상기와 동일한 방식으로 제작하였다.
상기 제작한 각 SAW소자에 대해, 입력IDT에 라디오주파수를 인가하여 SAW를 발생시켰다. 이 경우, 이렇게 발생한 각 모드의 SAW의 전파속도V(m/s), 전기기계결합계수(K2) 및 LiNbO3층의 두께 t1(㎛)를 제1실시예와 동일한 방식으로 결정하였다.
얻어진 상기 데이타에 근거하여, 제3도에 도시한 층구조(층구조1)와 제5∼8도(λ=8㎛)에 도시한 전극배치(각전극배치 A, C, E 및 F)의 각 SAW소자에 대해, kh1=2π(t1/λ)의 파라미터를 결정하였다.
상기 방식으로 측정해온 전파속도V와 파라미터 kh1=2π(t1/λ) 간의 관계를 제29도의 그래프에 도시한다.
상기 (전극배치 A, C, E 및 F) 제작한 SAW소자에 대해, 전기기계결합계수K2와 파라미터kh1간의 관계(의존도)를 제30도(전극배치A), 제31도(전극배치C), 제32도(전극배치E) 및 제33도(전극배치F)의 각 그래프에 도시한다.
상기와 같이, 본 제2실시예의 SAW소자는 각종 전국배치의 경우, SAW의 양호한 전파속도V(V≥7000m/s)와 양호한 전기기계결합계수K2(K2≥1%)를 얻었다.
상술한 바와같이 본 발명에 의하면, 적어도 다이아몬드, 상기 다이아몬드상에 배치된 LiNbO3층 및 상기 LiNbO3층에 접하도록 설치된 IDT로 이루어지고, λn(㎛)의 파장을 지닌 제 n식(n=0, 1 또는 2)의 SAW를 이용하는 SAW소자에 있어서, 상기 LiNbO3층의 두께를 t1(㎛)라 한다면 kh1=2π(t1/λn)의 파라미터가 특정범위내에 있는 것을 특징으로 하는 SAW소자를 제공한다.
상기 구조의 본 발명에 의한 SAW소자는 V≥7000m/s의 관계를 만족하는 양호한 SAW전파속도V와 K2≥2%의 관계를 만족하는 양호한 전기기계결합계수K2를 제공한다.
여기서는 일본국에서 제94-096534호(즉, 평6-096534), 1994년 5월 10일과 제94-210113호(즉, 평6-210113), 1994년 9월 2일에 출원된 기본적인 외국출원을 참조로 수용한다.
이상 설명한 본 발명으로부터, 본 발명을 각종 방식으로 변형시킬 수 있음은 명백하다. 이와 같은 변형은, 본 발명의 정신과 범위로부터 벗어나는 것으로 간주되지 않으며, 당업자에게 명백한 바와 같은 이러한 모든 변형을 다음의 특허청구의 범위내에 포함시키고자 한다.

Claims (18)

  1. 적어도 다이아몬드, 상기 다이아몬드상에 배치된 LiNbO3층 및 상기 LiNbO3층에 접하도록 배치된 교차지변환기로 이루어지고, λn(㎛)의 파장을 지닌 제 n식(n=0, 1 또는 2)의 표면탄성파를 이용하는 표면탄성파소자에 있어서, 상기 LiNbO3층의 두께를 t1(㎛)라 한다면 kh1=2π(t1/λn)의 파라미터가 소정범위내에 있는 것을 특징으로 하는 표면탄성파소자.
  2. 제1항에 있어서, 적어도 다이아몬드, 상기 다이아몬드상에 배치된 교차지변환기, 및 상기 교차지변환기상에 배치된 다결정C축배향 LiNbO3층으로 이루어진 표면탄성파소자에 있어서, λ(㎛)의 파장을 지닌 제0식의 표면탄성파를 이용하고 상기 LiNbO3층의 두께를 t1(㎛)라 한다면 0.7≤kh1≤1.0의 관계를 만족하는 kh1=2π(t1/λ)의 파라미터를 갖는 표면탄성파소자.
  3. 제2항에 있어서, 상기 다이아몬드상에 배치된 다이아몬드층으로 이루어지고, 표면탄성파소자는 상기 다이아몬드층의 두께를 t2(㎛)라 한다면 4≤kh2의 관계를 만족하는 kh2=2π(t2/λ)의 파라미터를 지닌 것을 특징으로 하는 표면탄성파소자.
  4. 제1항에 있어서, 적어도 다이아몬드, 상기 다이아몬드상에 배치된 교차지변환기, 및 상기 교차지변환기상에 배치된 다결정C축배향 LiNbO3층으로 이루어진 표면탄성파소자에 있어서, λ(㎛)의 파장을 지닌, 제1식의 표면탄성파를 이용하고 상기 LiNbO3층의 두께를 t1(㎛)라 한다면 0.5≤kh1≤1.5의 관계를 만족하는 kh1=2π(t1/λ)의 파라미터를 갖는 표면탄성파소자.
  5. 제4항에 있어서 상기 kh1=2π(t1/λ)의 파라미터가 0.5≤kh1≤1.0의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 표면탄성소자.
  6. 제5항에 있어서, 상기 다이아몬드상에 배치된 다이아몬드층으로 이루어지고, 표면탄성파소자가 상기 다이아몬드층의 두께를 t2(㎛)라 한다면 2≤kh2관계를 만족하는 kh2=2π(t2/λ)의 파라미터를 지는 것을 특징으로 하는 표면탄성파소자.
  7. 제6항에 있어서, 상기 kh1=2π(t1/λ)의 파라미터가 0.5≤kh1≤0.8의 관계를 만족하고 상기 kh2=2π(t2/λ)의 파라미터가 2≤kh2≤3의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 표면탄성파소자.
  8. 제1항에 있어서, 적어도 다이아몬드, 상기 다이아몬드상에 배치된 다결정C축배향 LiNbO3층 및 상기 LiNbO3층상에 배치된 교차지변환기로 이루어진 표면탄성파소자에 있어서, λ(㎛)의 파장을 지닌 제1식의 표면탄성파를 이용하고, 상기 LiNbO3층의 두께를 t1(㎛)라 한다면 0.5≤kh1≤1.5의 관계를 만족하는 kh1=2π(t1/λ)의 파라미터를 갖는 표면탄성파소자.
  9. 제8항에 있어서, 상기 kh1=2π(t1/λ)의 파라미터가 0.5≤kh1≤1.0의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 표면탄성파소자.
  10. 제9항에 있어서, 상기 다이아몬드가 기재상에 배치된 다이아몬드층으로 이루어지고, 표면탄성파소자는 상기 다이아몬드층의 두께를 t2(㎛)라 한다면 2≤kh2의 관계를 만족하는 kh2=2π(t2/λ)의 파라미터를 지는 것을 특징으로 하는 표면탄성파소자.
  11. 11. 제10항에 있어서, 상기 kh1=2π(t1/λ)의 파라미터가 0.5≤kh1≤0.8의 관계를 만족하고 상기 kh2=2π(t2/λ)의 파라미터가 2≤kh2≤3의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 표면탄성파소자.
  12. 제1항에 있어서, 적어도 다이아몬드, 상기 다이아몬드상에 배치된 다결정C축배향 LiNbO3층, 및 상기 LiNbO3층상에 배치된 교차지변환기로 이루어전 표면탄성파소자에 있어서, λ(㎛)의 파장을 지닌, 제2식의 표면탄성파를 이용하고, 상기 LiNbO3층의 두께를 t1(㎛)라 한다면 1.4≤kh1≤3의 관계를 만족하는 kh1=2π(t1/λ)의 파라미터를 갖는 표면탄성파소자.
  13. 제12항에 있어서, 상기 다이아몬드가 기재상에 배치된 다이아몬드층으로 이루어지고, 표면탄성파소자가 상기 다이아몬드층의 두께를 t2(㎛)라 한다면 4≤kh2의 관계를 만족하는 kh2=2π(t2/λ)의 파라미터를 갖는 표면탄성파소자.
  14. 제1항에 있어서, 적어도 다이아몬드, 상기 다이아몬드상에 배치된 교차지변환기, 상기 교차지변환기상에 배치된 다결정C축배향 LiNbO3층 및 상기 LiNbO3층으로 배치된 단락전극으로 이루어진 표면탄성파소자에 있어서, λ(㎛)의 파장을 지닌, 제1식의 표면탄성파를 이용하고, 상기 LiNbO3층의 두께를 t1(㎛)라 한다면 0.5≤kh1≤1.5의 관계를 만족하는 kh1=2π(t1/λ)의 파라미터를 갖는 표면탄성파소자.
  15. 제1항에 있어서, 적어도 다이아몬드, 상기 다이아몬드상에 배치된 교차지변환기, 상기 교차지변환기상에 배치된 다결정C축배향 LiNbO3층 및 상기 LiNbO3층상에 배치된 단락전극으로 이루어진 표면탄성파소자에 있어서, λ(㎛)의 파장을 지닌, 제2식의 표면탄성파를 이용하고, 상기 LiNbO3층의 두께를 t1(㎛)라 한다면 1.5≤kh1≤3의 관계를 만족하는 kh1=2π(t1/λ)의 파라미터를 갖는 표면탄성파소자.
  16. 제1항에 있어서, 적어도 다이아몬드, 상기 다이아몬드상에 배치된 단락전극, 상기 단락전극상에 배치된 다결정C축배향 LiNbO3층 및 상기 LiNbO3층상에 배치된 교차지변환기로 이루어진 표면탄성파소자에 있어서, λ(㎛)의 파장을 지닌 제1식의 표면탄성파를 이용하고, 상기 LiNbO3층의 두께를 t1(㎛)라 한다면 0.5≤kh1≤1.5의 관계를 만족하는 kh1=2π(t1/λ)의 파라미터를 갖는 표면탄성파소자.
  17. 제1항에 있어서, 적어도 다이아몬드, 상기 다이아몬드상에 배치된 단락전극, 상기 단락전극상에 배치된 다결정C축배향 LiNbO3층 및 상기 LiNbO3층상에 배치된 교차지변환기로 이루어진 표면탄성파소자에 있어서, λ(㎛)의 파장을 지닌 제2식의 표면탄성파를 이용하고, 상기 LiNbO3층의 두께를 t1(㎛)라 한다면 1.5≤kh1≤3의 관계를 만족하는 kh1=2π(t1/λ)의 파라미터를 갖는 표면탄성파소자.
  18. 제17항에 있어서, 상기 다이아몬드가 기재상에 배치된 다이아몬드층으로 이루어지고, 표면탄성파소자가 상기 다이아몬드층의 두께를 t2(㎛)라 한다면 4≤kh2의 관계를 만족하는 kh2=2π(t2/λ)의 파라미터를 지닌것을 특징으로 하는 표면탄성파소자.
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